电子秤程序（C语言实现）

以下是一个基于C语言的电子秤模拟程序，包含详细注释和关键代码讲解：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>

#define SAMPLES 10   // 采样次数
#define CALIB_POINT 500.0f  // 校准点（500克）
#define ADC_ZERO 1000  // 空载时的ADC基准值
#define ADC_SCALE 500   // 每500克ADC值的变化量

// 模拟ADC读取（带随机噪声）
int read_adc() {
    int base_value = ADC_ZERO;
    // 添加±5单位的随机噪声
    int noise = rand() % 11 - 5;  // -5到+5的随机数
    return base_value + noise;
}

// 移动平均滤波
float moving_average_filter() {
    int sum = 0;
    for(int i = 0; i < SAMPLES; i++) {
        sum += read_adc();
    }
    return (float)sum / SAMPLES;
}

// 校准函数：将ADC值转换为重量（克）
float calibrate_weight(float adc_value) {
    // 线性校准公式：重量 = (ADC读数 - 零点值) * 比例系数
    return (adc_value - ADC_ZERO) * (CALIB_POINT / ADC_SCALE);
}

// 显示重量值（带两位小数）
void display_weight(float weight) {
    if(weight < 5.0f && weight > -5.0f) {
        printf("\n[ 零点附近 ] -> ");
        weight = 0.0f;  // 去皮功能
    }
    printf("当前重量: %6.2f克\n", weight);
}

int main() {
    srand(time(NULL));  // 初始化随机数种子

    printf("电子秤启动中...\n");
    printf("校准参数：\n  零点值=%d\n  比例系数=%.2f克/ADC\n", 
           ADC_ZERO, CALIB_POINT / ADC_SCALE);

    while(1) {
        // 1. 数据采集
        float adc_value = moving_average_filter();

        // 2. 数据校准
        float weight = calibrate_weight(adc_value);

        // 3. 结果显示
        display_weight(weight);

        // 延时模拟
        for(int i = 0; i < 100000000; i++);
    }

    return 0;
}

代码结构讲解

1. 核心模块及功能

2. 关键算法说明

校准原理：

重量 = (ADC读数 - 零点值) × (校准点重量 / ADC变化量)
示例：当ADC_ZERO=1000, CALIB_POINT=500g, ADC_SCALE=500时
  读值1200 → (1200-1000)×(500/500) = 200g

滤波算法：

对10次采样取平均（#define SAMPLES 10）：
  采样值 = (∑10次ADC读数) ÷ 10
有效降低随机噪声

零点漂移处理：

if(weight < 5.0f && weight > -5.0f) {
    weight = 0.0f;  // 自动去皮
}

3. 工作流程

graph TD
    A[开始] --> B[模拟ADC读数]
    B --> C[移动平均滤波]
    C --> D[数值校准转换]
    D --> E[零点漂移处理]
    E --> F[显示重量]
    F --> B

4. 关键参数定义

#define ADC_ZERO 1000     // 电子秤空载时的基准ADC值
#define ADC_SCALE 500     // 每增加500克ADC值的增量
#define CALIB_POINT 500.0f // 校准标准重量（500克）

扩展功能建议

1. 用户校准模式

   void user_calibration() {
      printf("请放置校准砝码...");
      float known_weight = get_weight_input();
      int adc_value = read_averaged_adc();
      // 更新校准参数...
   }

2. 重量单位切换

   enum { GRAM, KILOGRAM, OUNCE } unit;
   void toggle_unit() {
      // 实现克/千克/盎司切换
   }

3. 数据记录功能

   void log_weight(float weight) {
      FILE *fp = fopen("weight_log.csv", "a");
      fprintf(fp, "%f,%s\n", weight, get_timestamp());
      fclose(fp);
   }

注意：实际硬件实现需要：

1. 连接压力传感器（如HX711模块）
2. 使用专用ADC接口函数
3. 增加显示屏驱动代码
4. 添加按键中断处理

完整项目建议加入看门狗定时器、低功耗模式等工业级特性以增强稳定性。